亮氨酸衍生物LLOMe佐剂的LNP疫苗通过激活mTOR通路和重编程树突细胞代谢增强抗肿瘤免疫

肿瘤疫苗常面临抗原递送效率低和免疫原性不足的挑战。广州医科大学团队创新性地将溶酶体逃逸剂LLOMe（L-leucyl-l-leucine methyl ester）改造为佐剂，整合至脂质纳米颗粒（LNP）疫苗中。研究发现LLOMe通过促进抗原的溶酶体逃逸和激活mTOR代谢通路，显著增强树突细胞功能，在预防性和治疗性肿瘤模型中均展现出强效抗肿瘤效果。该研究为癌症疫苗开发提供了兼具递送增强与代谢调控的双功能佐剂策略，发表于《Biomaterials》。

　　

肿瘤治疗领域长期面临传统疗法效果有限的困境，而疫苗因其能精准调动免疫系统的特性被视为突破方向。然而，肿瘤疫苗尤其是基于新抗原的肽疫苗，常因抗原递送效率低下、溶酶体降解以及抗原呈递细胞（APCs）激活不足等问题，导致临床响应率受限。现有佐剂多通过模式识别受体（PRRs）激活免疫，但忽视代谢调控这一关键环节。更棘手的是，疫苗成分的胞内递送障碍常导致抗原损失，如何突破溶酶体囚禁成为提高疫苗效力的关键。

针对这一系列挑战，广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室的研究团队独辟蹊径，将原本用于溶酶体研究的亮氨酸衍生物LLOMe（L-leucyl-l-leucine methyl ester）改造为新型佐剂，与脂质纳米颗粒（LNP）疫苗联用。研究发现，这种策略不仅能解决抗原递送难题，还能通过代谢重编程增强免疫应答，相关成果发表在材料学顶级期刊《Biomaterials》上。

研究团队采用三大关键技术：首先通过薄膜水化法制备LLOMe修饰的LNP疫苗，比较直接负载与DSPE-PEG2000偶联两种LLOMe整合方式；其次建立预防性（TC-1宫颈癌模型）和治疗性（MC38结肠癌模型）动物实验体系；最后运用流式细胞术、ELISpot和代谢组学等多维度评估免疫应答机制，特别聚焦mTOR通路在树突细胞（DCs）活化中的作用。

合成与表征LLOMe-LNP疫苗
通过精细优化配方，团队成功构建粒径约80nm的稳定纳米疫苗。透射电镜显示典型的核壳结构，体外实验证实LLOMe能显著提升抗原交叉呈递效率，使模型抗原HPV16 E7_44-62的胞质递送量增加3倍。

溶酶体逃逸与抗原递送增强
共聚焦显微镜动态追踪显示，LLOMe通过诱导溶酶体膜透化（LMP）使腔内pH值升高，减少抗原降解。这种"破壁"效应使抗原逃逸率提升至对照组的4.2倍，为后续免疫激活奠定物质基础。

mTOR介导的代谢重编程
研究发现LLOMe的亮氨酸结构单元能激活DCs中mTORC1信号轴，促使糖酵解速率提升2.3倍。通过¹³C标记代谢流分析，证实这种代谢转变直接关联于DCs成熟标志物CD80/CD86的表达上调，而mTOR抑制剂雷帕霉素可完全阻断该效应。

动物模型验证抗肿瘤效果
在TC-1模型中，LLOMe佐剂疫苗使肿瘤完全消退率从对照组的20%提升至80%。单细胞测序揭示治疗组肿瘤微环境中细胞毒性T细胞（CTLs）浸润增加5倍，记忆T细胞比例显著升高。值得注意的是，这种保护效应在二次攻击实验中仍持续存在。

该研究突破性地揭示了LLOMe的双重作用机制：物理层面上作为"溶酶体爆破剂"促进抗原逃逸，生物学层面则通过亮氨酸-mTOR轴重塑DCs代谢状态。与传统PRRs激动型佐剂相比，这种代谢干预策略能更持久地增强抗肿瘤免疫。从转化医学角度看，LLOMe作为已开展临床前安全性评价的化合物，其与LNP的整合工艺简单，规避了复杂纳米材料可能面临的监管障碍。研究不仅为癌症疫苗开发提供了新工具，更开创了"代谢干预型佐剂"这一新研究方向，对感染性疾病疫苗设计同样具有启示意义。专利数据（PCT/CN2023/133954）显示该团队正推动该技术向临床应用转化。